JP2003285250A - 工作機械のワーク搬入出・搬送装置及び自動生産ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従前の汎用工作機械を用いて自動生産ライン
を構成する。 【解決手段】 工作機械２、３、４に対し着脱自在な、
工作機械の機種を問わず標準化された形状を有するステ
ー10に対し、ワーク搬入出手段６、ワーク搬送手段７、
ワークの姿勢変換手段８が着脱自在に固定される。工作
機械２、３、４の機種を問わず、ワーク搬入出手段６、
ワーク搬送手段７、ワークの姿勢変換手段８の、工作機
械への取付けを確実かつ容易に行うことが可能となる。
また、ステー10、ワーク搬入出手段６、ワーク搬送手段
７、ワークの姿勢変換手段８が標準化されたものである
ことから、コストを低減し、かつ、取扱い性も標準化す
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動生産ライン
を、従前の汎用工作機械を組み合わせて構成するための
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数の工作機械を並べて自動
生産ラインを構成するため、工作機械に対しワークを搬
入搬出し、他の工作機械へとワークを送るための、ワー
ク搬入出・搬送装置が発明されており、例えば、特開平
11-114783号公報、特開2000-293634公報等に、その詳細
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワーク搬入出・搬送装置は、その構成が大掛りであった
り、また、自動化を前提とした工作機械に用いるもので
あることから、従前の汎用工作機械と組み合わせて自動
生産ラインを構成するためには、その構造を大きく変更
する必要があった。また、生産ラインの構成を必要に応
じて変更する場合の、柔軟な対応が極めて困難であると
いう問題があった。しかも、その設置作業も大掛りなも
のとなり、短期間で新規の自動生産ラインを構成するこ
とが困難であった。本発明は上記課題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、簡単な構成で、
汎用性の高いワーク搬入出・搬送装置を提供し、従前の
汎用工作機械を用いて自動生産ラインを構成すること
を、容易とすることにある。また、必要に応じて、生産
ラインの構成を自由に変更することを可能とすることに
ある。さらに、ワーク搬入出・搬送装置の設置作業また
は取外し作業を、短時間で行うことを可能とすることに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の請求項１に係る工作機械のワーク搬入出・
搬送装置は、工作機械に対し着脱自在な、ワーク搬入出
手段およびワーク搬送手段と、当該ワーク搬入出手段お
よびワーク搬送手段を、工作機械と同期作動させる制御
手段とを備えることを特徴とする。本発明は、工作機械
に対し着脱自在とすることを前提に構成した、ワーク搬
入出手段およびワーク搬送手段を備えることで、工作機
械に対するワーク搬入出・搬送装置の設置作業、取外し
作業の容易化を図るものである。また、ワーク搬入出手
段およびワーク搬送手段を工作機械に設置した状態で、
前記制御手段によって工作機械と同期作動させることに
より、従前の汎用工作機械を用いた自動生産ラインを構
成することができる。

【０００５】また、本発明の請求項２に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項１記載の工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置において、前記ワーク搬入出手
段およびワーク搬送手段は、工作機械に対し着脱自在
な、工作機械の機種を問わず標準化された形状を有する
ステーに対し、着脱自在に設けられたものである。本発
明によれば、工作機械に対し着脱自在な、工作機械の機
種を問わず標準化された形状を有するステーに対し、前
記ワーク搬入出手段およびワーク搬送手段が着脱自在に
固定されるものであることから、前記ワーク搬入出手段
およびワーク搬送手段の、工作機械への取付けを、工作
機械の機種を問わず確実かつ容易に行うことが可能とな
る。また、前記ステーが標準化されたものであることか
ら、前記ステーの部品コストを低減し、かつ、取扱い性
（運搬時の取扱い、取り付け手順等）も標準化すること
が可能となる。

【０００６】また、本発明の請求項３に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項１または２記載のワ
ーク搬入出・搬送装置において、前記ワーク搬入出手段
は、工作機械の機種を問わず標準化された構造を有する
ものである。本発明によれば、前記ワーク搬入出手段
を、工作機械の機種を問わず標準化された構造とするこ
とで、前記ワーク搬入出手段のコストを低減し、かつ、
取扱性も標準化することができる。

【０００７】また、本発明の請求項４に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項３記載のワーク搬入
出・搬送装置において、前記ワーク搬入出手段を、先端
部にワーク把持手段を備えた、折畳み構造のアームとし
たものである。本発明によれば、アームを伸縮させるこ
とで工作機械の構造の違いに柔軟に対応したワークの搬
入、搬出を可能とし、かつ、アームの先端部に設けたワ
ーク把持手段によって、加工工程の進度の違いによる工
作機械の機種の違いにも柔軟に対応してワークを確実
に保持し、ワークの取扱いを確実に行うことができる。

【０００８】また、本発明の請求項５に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項４記載のワーク搬入
出・搬送装置において、前記ワーク把持手段は、独立し
て開閉可能な複数のワークチャックを備えるものであ
る。この構成によれば、ある工作機械における加工前と
加工後のワークを同時に把持して、前記アームの一回の
伸縮動作で、工作機械へのワークの搬出入を完了するこ
とが可能となる。

【０００９】また、本発明の請求項６に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項１から５のいずれか
１項記載のワーク搬入出・搬送装置において、前記ワー
ク搬入出手段は、工作機械に取付けられた状態で、工作
機械のワーク加工部に対し、退避可能に固定されるもの
としている。したがって、工作機械の工具交換等、メン
テナンス時には、前記ワーク搬入出手段を前記工作機械
のワーク加工部から退避させることで、当該ワーク搬入
出・搬送装置を工作機械に設置した後の、工作機械のメ
ンテナンス性の低下を防ぐことができる。

【００１０】また、本発明の請求項７に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項１から６のいずれか
１項記載のワーク搬入出・搬送装置において、前記ワー
ク搬送手段は、工作機械の機種を問わず標準化された構
造を有するものである。本発明によれば、前記ワーク搬
送手段を、工作機械の機種を問わず標準化された構造と
することで、前記ワーク搬送手段のコストを低減し、か
つ、取扱性も標準化することができる。

【００１１】また、本発明の請求項８に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項７記載のワーク搬入
出・搬送装置において、前記ワーク搬送手段は、ワーク
搬送パレットと、当該ワーク搬送パレットを往復移動さ
せるリニアアクチュエータとを備えるものである。本発
明によれば、前記ワーク搬送パレットによってワークを
保持して、当該ワーク搬送パレットをリニアアクチュエ
ータで往復移動させることにより、工作機械間でのワー
クの搬送を行うことができる。

【００１２】また、本発明の請求項９に係る工作機械の
ワーク搬入出・搬送装置は、請求項８記載のワーク搬入
出・搬送装置において、前記アームおよび前記リニアア
クチュエータは、サーボモータを動力源として有するも
のである。この構成により、動力源の共通化を図り、ワ
ーク搬入出・搬送装置全体の標準化を促進することがで
きる。

【００１３】また、本発明の請求項１０に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項９記載のワーク搬
入出・搬送装置は、前記アームはエアバランサを備える
ものである。このように、前記アームがエアバランサを
備えることで、その動力源であるサーボモータに求めら
れる出力を小さく抑え、低推力作動による安全性の高い
ワーク搬入出手段を構成し、安全性向上のためのカバー
類を不要とすることができる。

【００１４】また、本発明の請求項１１に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項９または１０記載
のワーク搬入出・搬送装置において、前記リニアアクチ
ュエータは、全体を覆い隠したＬＭガイドを備えるもの
である。この構成によれば、ＬＭ(Linear motion)ガイ
ドが極めて低フリクションで摺動するものであることか
ら、前記リニアアクチュエータの動力源であるサーボモ
ータに求められる出力を小さく抑え、低推力作動による
安全性の高いワーク搬送手段を構成し、安全性向上のた
めのカバー類を不要とすることができる。また、前記Ｌ
Ｍガイドを、その全体を覆い隠したものとすることで、
防塵対策としてのカバー類を別途取付ける必要を無くす
ことができる。

【００１５】また、本発明の請求項１２に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項１から１１のいず
れか１項記載のワーク搬入出・搬送装置において、前記
ステーに対し着脱自在な、ワークの姿勢変換手段を備え
るものである。本発明によれば、ワークの姿勢変換手段
によって、ワークの姿勢を変えることで、ワークの加工
方向が異なる工作機械に対し、適切な姿勢でワークを搬
入することが可能となる。

【００１６】また、本発明の請求項１３に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項１２記載のワーク
搬入出・搬送装置において、前記ワークの姿勢変換手段
は、工作機械の機種を問わず標準化された構造を有する
ものである。本発明によれば、前記ワークの姿勢変換手
段を、工作機械の機種を問わず標準化された構造とする
ことで、前記ワークの姿勢変換手段のコストを低減し、
かつ、取扱性も標準化することができる。

【００１７】また、本発明の請求項１４に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項１３記載のワーク
搬入出・搬送装置において、前記ワークの姿勢変換手段
は、前記ワーク搬送手段の動作を利用して、ワークを回
転させる間欠運動装置を備えるものである。本発明によ
れば、前記ワークの姿勢変換手段は、前記ワーク搬送手
段の動作を利用してワークの姿勢を変えるものであるこ
とから、独立した動力源が不要となり、構造の簡略化を
図ることができる。また、前記ワークの姿勢変換手段は
間欠運動装置をそなえ、これによってワークを回転させ
るので、間欠運動装置の定角度の回転運動により、ワー
クの正確な姿勢変化を得ることができる。

【００１８】また、本発明の請求項１５に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項１３または１４記
載のワーク搬入出・搬送装置において、前記ワークの姿
勢変換手段は、傾斜した回転軸に支持されるワークチャ
ックを備えるものである。本発明によれば、前記ワーク
チャックによって、ワークを把持した状態で、前記ワー
クチャックを、傾斜した回転軸により回転させること
で、ワークの姿勢を変化させることができる。

【００１９】また、本発明の請求項１６に係る工作機械
のワーク搬入出・搬送装置は、請求項１から１５のいず
れか１項記載のワーク搬入出・搬送装置において、前記
ステーは、工作機械の接地部近傍に固定されるものであ
る。本発明によれば、前記ステーを、工作機械の接地部
近傍に固定することで、前記ステーを工作機械に設置し
たことに起因して、工作機械の周囲における作業者の作
業性を阻害することを防ぐことができる。

【００２０】また、上記課題を解決するための、本発明
の請求項１７に係る自動生産ラインは、複数の汎用工作
機械の、ワーク搬入・搬出側端部を揃えて並べ、各汎用
工作機械間を、請求項１から１６のいずれか１項記載の
工作機械のワーク搬入出・搬送装置でつなげて構成した
ことを特徴とするものである。本発明によれば、複数の
汎用工作機械を用いて、自動生産ラインを構成すること
ができる。

【００２１】また、本発明の請求項１８に係る自動生産
ラインは、請求項１７記載の自動生産ラインにおいて、
隣接する搬送手段の端部を、搬送方向に一部重複させて
配置したものである。本発明によれば、隣接する搬送手
段の端部を、搬送方向に一部重複させて配置すること
で、前記ワーク搬入出手段による、ワークの搬入開始位
置と、前記工作機械から搬出したワークの受取位置と
が、前記搬送手段の搬送方向において一致することか
ら、一つの搬入出手段によって、工作機械に対するワー
クの搬入、搬出を行うことが可能となる。

【００２２】また、本発明の請求項１９に係る自動生産
ラインは、請求項１７または１８記載の自動生産ライン
において、前記搬送手段を、汎用工作機械の接地部近傍
に配置したものである。この構成によれば、前記搬送手
段を工作機械に設置したことに起因して、前記搬送手段
が工作機械の周囲における作業者の作業性を阻害するこ
とを防ぐことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。とにかく、

【００２４】図１には、本発明の実施の形態に係る自動
生産ライン１の平面模式図を示している。自動生産ライ
ン１は、複数の汎用工作機械２、３、４の、ワーク搬入
・搬出側端部を揃えて並べ、各汎用工作機械に、ワーク
搬入出・搬送装置５のワーク搬入出手段６、ワーク搬送
手段７、ワークの姿勢変換手段８を取付けることにより
構成したものである。ワーク搬入出・搬送装置５は、ワ
ーク搬入出手段６、ワーク搬送手段７、ワークの姿勢変
換手段８を有しており、さらに、ワーク搬入出手段６お
よびワーク搬送手段７を、各汎用工作機械２、３、４と
同期作動させる制御手段29（図３参照）とを備えてい
る。なお、図１中に符号９で示す部分は、ワークＷを自
動生産ライン１に搬入するための、コンベヤである。

【００２５】ワーク搬入出手段６、ワーク搬送手段７、
ワークの姿勢変換手段８は、各々、各汎用工作機械２、
３、４に対し着脱自在なステー10に対し、着脱自在に固
定することで、各汎用工作機械２、３、４に対し着脱自
在となっている。ステー10は、工作機械の機種を問わず
標準化された形状（長さ、幅、断面形状等）を有してお
り、各汎用工作機械２、３、４に、構造上問題のない位
置に、予め若しくは事後的に形成された取り付け穴（図
示省略）に対し、ブラケット11を介して着脱自在に固定
されている。

【００２６】図２にはワーク搬入出手段６およびワーク
搬送手段７の側面図を、図３にはワーク搬入出手段６の
正面図を、図４にはワーク搬送手段７の正面図を、各々
拡大して示している。ワーク搬入出手段６、ワーク搬送
手段７は、いずれも、工作機械の機種を問わず標準化さ
れた構造を有している。以下に、詳細な構造を説明す
る。

【００２７】まず、ワーク搬入出手段６について説明す
る。ワーク搬入出手段６は、折畳み構造のアーム12を備
えるものである。折畳み式のアーム12は、サーモ−モー
タ13によって水平方向に回転駆動される第一アーム14
と、第一アーム14の先端部に、さらに垂直軸によって回
動可能に軸支される第二アーム15とを備え、第二アーム
15の先端部に、ワーク把持手段として、回動可能に軸支
される二つのワークチャック16、17を備えるものであ
る。そして、第一アーム14と第二アーム15とのなす角度
を変えることによって、ワークチャック16、17を水平方
向に移動させ、さらに、第一アーム14と第二アーム15と
の角度とは無関係に、第二アーム15の先端部におけるワ
ークチャック16、17の位置交換のための回転動作と、開
閉動作とを行うことができる。そして、後述するワーク
搬送手段７のワーク搬送パレット30と、各汎用工作機械
２、３、４のワーク加工部Ａとの間での、ワークＷの移
動を行うものである。なお、図１にのみ示すが、折畳み
構造のアーム12は、その折畳み方向のみ異なる右折れ型
12Ｒと、左折れ型12Ｌとを用意する。

【００２８】折畳み構造のアーム12は、その基端部を、
鉛直方向ガイド18によって、支持フレーム19に対し鉛直
方向にスライド可能に支持し、かつ、サーボモータ20を
動力源として備える上下シリンダ21によって、昇降駆動
するものである。さらに、上下シリンダ21の荷重負担を
軽減するため、エアバランサ22を、支持フレーム19と折
畳み構造のアーム12との間に設けている。エアバランサ
22は、折畳み構造のアーム12がワークＷを保持している
場合と、保持していない場合の重量差を考慮して、エア
バランス圧を多段調整できるようになっている。また、
支持フレーム19内部には、折畳み構造のアーム12を水平
方向へとスライドさせるためのＬＭガイド23が設けられ
ており、サーボモータ24を動力源として備える水平シリ
ンダ25によって、アーム12を水平方向へと移動させるこ
とができる。

【００２９】また、支持フレーム19は、ピボット軸26を
介して架台27に対し水平方向に回動自在に軸支されてい
る。架台27に対する支持フレーム19の角度は、通常は、
クランパ28を閉じることによって固定されている。ま
た、クランパ28を開放して支持フレーム19を水平方向に
回転させることにより、支持フレーム19に設けられた折
畳み構造のアーム12等を、各汎用工作機械２、３、４の
ワーク加工部Ａから退避させることができる。

【００３０】架台27は、各汎用工作機械２、３、４のワ
ーク加工部Ａに対し、折畳み構造のアーム12を適当な高
さに置くための高さを有しており、ステー10に対し着脱
自在となっている。また、架台27には、ワーク搬入出・
搬送装置５の制御手段29（制御盤）を、作業者が操作し
やすい高さに取付けることができる。そして、以上のワ
ーク搬入出手段６は、ワークＷの形状や各汎用工作機械
２、３、４の機種を問わず標準化された構造を有するも
のである。

【００３１】続いて、ワーク搬送手段７について説明す
る。ワーク搬送手段７は、図２、図４に示すように、ワ
ーク搬送パレット30と、ワーク搬送パレット30を往復移
動させるリニアアクチュエータ31とを備えている。そし
て、リニアアクチュエータ31は、ブラケット32を介して
ステー10に対し着脱自在に固定されるものである。ワー
ク搬送パレット30は、ワークＷを載置することのみによ
って安定保持することが可能なものであり、ワーク位置
決め用のノックピン等を備えることもある。

【００３２】リニアアクチュエータ31は、水平方向に延
びるハウジング33を有している。ハウジング33は、図５
に断面図で示すように、概略コ字状の断面形状を有し、
かつ、下方に若干の開放部を残して、シールド板34で内
部を覆い隠した構造となっている。そして、ハウジング
34の内部に設けられたＬＭガイド35は、レール36、リニ
アモーションブロック37を含む全体が、リニアアクチュ
エータ内部に覆い隠されたものとなっている。

【００３３】リニアモーションブロック36には、ハウジ
ング33の下方に形成された開放部を通して、搬送ステー
38が固定されている。図４に示すように、搬送ステー38
の上端部には、ワーク搬送パレット30が固定されてい
る。また、リニアモーションブロック36には、チェー
ン、ベルト等の動力伝達手段39を介して、サーボモータ
40の動力が伝達される。以上のワーク搬送手段７は、各
汎用工作機械２、３、４の機種を問わず標準化された構
造を有するものである。

【００３４】次に、図６〜図９を参照しながら、ワーク
の姿勢変換手段８の説明をする。ワークの姿勢変換手段
８には、ワークを水平方向に回転させるための、回転装
置41（図６〜図８）と、水平方向と鉛直方向との間で、
ワークの姿勢を変えるための、倒立装置42（図９）が含
まれ、これらを適切な位置に配置するものである。図６
は、回転装置41の部分断面図であり、図７は、図６のＢ
−Ｂ線における断面図であり、図８は、変換装置41によ
り、ワークを水平方向に回転させる手順を示す説明図で
ある。さらに、図９は、倒立装置42の側面図である。

【００３５】回転装置41は、ワーク搬送手段７の動作を
利用して、ワークを回転させる間欠運動装置43を備えて
いる。間欠運動装置43は、図６に示すように、ワーク搬
送パレット30と一体に固定され、ピボット軸45を介し
て、搬送ステー38に対し回動自在に支持される回転カム
44と、図７に示す回転ローラ46、47とで構成されてい
る。回転ローラ46、47は、ローラステー48に固定されて
おり、ローラステー48は、ステー10（図１参照）に固定
されている。そして、回転カム44は、ワーク搬送パレッ
ト30と共に移動する際に、回転カム44の凹部44ａ、44ｂ
が、低位置に固定された回転ローラ46、47と噛合うこと
が可能な位置関係で、設けられている。

【００３６】回転装置41によりワークＷの姿勢を水平回
転させる手順は以下の通りである。例えば、隣接する工
作機械を移動する間に、ワークＷを180°回転させる必
要がある場合には、図８（ａ）に示すように、二つの回
転ローラ46、47を用いる。当初図８（ａ）の左の状態に
ある回転カム44とワークＷは、回転カム44が右側へと移
動することによって、回転カム44の凹44ａが回転ローラ
47と係合し、ピボット軸45を中心として時計回りに90°
回転し、回転カム44およびワークＷは、図８(ａ)の中央
に図示した状態となる。さらに、回転カム44が右側へと
移動して、回転カム44の凹部44ｂが回転ローラ46に係合
することにより、再度、回転カム44はピボット軸45を中
心として時計回りに90°回転し、図８（ａ）の右の状態
となり、ワークＷの180°の回転が完了する。

【００３７】また、ワークＷを90°回転させる必要があ
る場合には、隣接する工作機械の間には、図８（ｂ）に
示すように、一つの回転ローラ49を設ける。当初図８
（ｂ）の左の状態にある回転カム44とワークＷは、回転
カム44が右側へと移動して、回転カム44の凹44ａが回転
ローラ49と係合することによって、ピボット軸45を中心
に時計回りに90°回転し、回転カム44およびワークＷ
は、図８(ａ)の右の状態となり、ワークＷの90°の回転
が完了する。このように、回転装置41は、回転カム44の
形状と、回転ローラ49の設置位置および設置数との関係
から、ワーク搬送手段７の動作（回転カム44の移動）を
利用して、必ず一定の回転角度を得ることができるもの
である。

【００３８】一方、倒立装置42は、図９に示すように、
鉛直方向に対し45°に傾斜させて支持したサーボモータ
49の回転軸50に対し、45°の角度を持って固定されるワ
ークチャック51を有している。図９には、ワーク搬送パ
レット30上に水平に載置されたワークＷ₁（実線で示
す）を把持するために、ワークチャック51は鉛直方向を
向いた状態を示している。

【００３９】倒立装置42により、ワークＷの姿勢を倒立
させる手順は、以下の通りである。まず、倒立装置42を
昇降させて、ワークチャック51で、ワーク搬送パレット
30上のワークＷ₁を、点線Ｗ₂で示す位置まで持上げる。
倒立装置42の昇降手段は、ワーク搬入出手段の上下シリ
ンダ21（図２）と同様に、サーボモータを動力源とする
アクチュエータを用いる。そして、サーボモータ49の回
転軸50を180°回転させると、45°の傾斜角度を持った
回転軸50に対しさらに45°の角度で固定されたワークチ
ャック51は、把持したワークＷ₂を、点線Ｗ₃で示すよう
に、鉛直方向へと倒立旋回させることとなる。その後、
ワーク搬送パレット30の移動により、ワーク搬送パレッ
ト30に設けた縦ワーク受け52が、ワークＷ₃の下方に移
動し、倒立したワークを差込む（Ｗ₄）ことで、ワーク
の倒立が完了する。なお、上記と逆の手順によって、鉛
直方向のワークを、水平方向に倒立させることも可能で
ある。

【００４０】上記のワークの姿勢変換手段８（回転装置
41、倒立装置42）についても、ワーク搬入出手段６、ワ
ーク搬送手段７と同様に、各汎用工作機械２、３、４の
機種を問わず標準化された構造を有するものである。ま
た、ワークの姿勢変換手段８は、ワークＷがその加工工
程の全体にわたって、姿勢を変更する必要が無いもので
ある場合には、省略することができる。

【００４１】ところで、ワーク搬入出・搬送装置５を各
汎用工作機械２、３、４に取付けるに際し、後述する理
由から、図１、図２に示すように、隣接するワーク搬送
手段７の端部を、搬送方向に一部重複させて配置するこ
とが望ましい。また、ワーク搬送手段７のリニアアクチ
ュエータ31を、図２、図４に示すように、汎用工作機械
２、３、４の接地部近傍に配置することが望ましい。

【００４２】上記構成をなす本発明の実施の形態により
得られる作用効果は、以下の通りである。まず、ワーク
搬入出・搬送装置５は、汎用工作機械２、３、４に対し
着脱自在とすることを前提に構成した、ワーク搬入出手
段６およびワーク搬送手段７を備えることで、従前の汎
用工作機械２、３、４に対するワーク搬入出・搬送装置
５の設置作業、取外し作業の容易化を図ることができ
る。また、ワーク搬入出手段６およびワーク搬送手段７
を工作機械に設置した状態で、制御手段29によって、工
作機械２、３、４と同期作動させることにより、従前の
汎用工作機械を用いた、自動生産ライン１を構成するこ
とができる。

【００４３】また、工作機械２、３、４に対し着脱自在
な、工作機械の機種を問わず標準化された形状を有する
ステー10に対し、ワーク搬入出手段６およびワーク搬送
手段７が着脱自在に固定されるものであることから、ワ
ーク搬入出手段６およびワーク搬送手段７は、工作機械
２、３、４の機種を問わず、工作機械への取付けを確実
かつ容易に行うことが可能となる。また、ステー10が標
準化されたものであることから、ステーの部品コストを
低減し、かつ、取扱い性（運搬時の取扱い、取り付け手
順等）も標準化することが可能となる。加えて、ワーク
搬入出手段６、ワーク搬送手段７、ワークの姿勢変換手
段８についても、工作機械の機種を問わず標準化された
構造とすることで、各々のコストを低減し、かつ、取扱
性も標準化することができる。

【００４４】また、ワーク搬入出手段６を、先端部にワ
ーク把持手段を備えた、折畳み構造のアーム12とし、折
畳み構造のアーム12を伸縮させることで、狭い工作機械
内部へのワークＷの搬入、搬出を可能とし、工作機械の
構造の違いに柔軟に対応することを可能としている。さ
らに、折畳み構造のアーム12の先端部に設けたワークチ
ャック16、17によって、狭い工作機械の内部において、
ワークＷを確実に保持し、ワークＷの取扱いを確実に行
うことができる。なお、折畳み構造のアーム12は、図１
に示すように、その折畳み方向によって、右折れ型12Ｒ
と、左折れ型12Ｌとを用意することで、構造の異なる工
作機械への対応の柔軟性をさらに高めている。しかも、
折畳み構造のアーム12に、独立して開閉可能な複数のワ
ークチャック16、17を設けたことから、折畳み構造のア
ーム12の一回の伸縮動作で、加工前と加工後のワークを
同時に把持して、工作機械のワーク加工部Ａへのワーク
Ｗの搬出入を完了することが可能となる。

【００４５】また、ワーク搬送手段７は、ワーク搬送パ
レット30と、ワーク搬送パレット30を往復移動させるリ
ニアアクチュエータ31とを備えることから、ワーク搬送
パレット30によってワークＷを保持して、ワーク搬送パ
レット30をリニアアクチュエータ31で往復移動させるこ
とにより、工作機械２、３、４間でのワークＷの搬送を
行うことができる。なお、折畳み構造のアーム12および
リニアアクチュエータ31は、いずれも、サーボモータ1
3、20、24、40を動力源として有するものであることか
ら、動力源の共通化を図り、ワーク搬入出・搬送装置５
全体の標準化を促進することができる。

【００４６】また、ワーク搬入出手段６の、折畳み構造
のアーム12は、エアバランサ22を備えることで、動力源
であるサーボモータ20に求められる出力を小さく抑え、
低推力作動による安全性の高いワーク搬入出手段６を構
成することができる。よって、安全性向上のためのカバ
ー類を不要として、ワーク搬入出・搬送装置５の設置作
業、取外し作業の時間短縮に貢献することができる。

【００４７】一方、ワーク搬送手段７のリニアアクチュ
エータ31は、ハウジング33およびシールド板34で全体を
覆い隠したＬＭガイド35を備えるものである。この構成
によれば、ＬＭガイド35が極めて低フリクションで摺動
するものであることから、リニアアクチュエータ31の動
力源であるサーボモータ40に求められる出力を小さく抑
え、低推力作動による安全性の高いワーク搬送手段を構
成することができる。よって、安全性向上のためのカバ
ー類を不要ととして、ワーク搬入出・搬送装置５の設置
作業、取外し作業の時間短縮に貢献することができる。
また、ＬＭガイド35を、その全体を覆い隠したものとす
ることで、防塵対策としてのカバー類を別途取付ける必
要も無くすことができる。

【００４８】また、ワークＷがその加工工程において、
姿勢を変更する必要がある場合には、ワークの姿勢変換
手段８を設けることで、ワークの加工方向が異なる工作
機械に対し、適切な姿勢でワークＷを搬入することが可
能となる。しかも、ワークの姿勢変換手段８について
も、工作機械の機種を問わず標準化された構造とするこ
とで、そのコストを低減し、かつ、取扱性も標準化する
ことができる。

【００４９】ワークの姿勢変換手段８には、ワークＷを
水平方向に回転させるための、回転装置41と、水平方向
と鉛直方向との間でワークＷの姿勢を変えるための、倒
立装置42が含まれている。そして、回転装置41は、ワー
ク搬送手段７の動作を利用して、ワークＷを回転させる
間欠運動装置43を備えるものである。したがって、回転
装置41は、独立した動力源が不要となり、構造の簡略化
を図ることができる。また、間欠運動装置43は、図８に
示すように、定角度の回転運動により、ワークＷの正確
な姿勢変化を得ることができる。一方、倒立装置42は、
傾斜した回転軸50に支持されるワークチャック51を備え
るものであり、ワークチャック51によって、ワークＷを
把持した状態で、傾斜した回転軸50を中心にワークチャ
ック51を回転させることで、ワークの姿勢を変化させる
ことができる（図９のＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃、Ｗ₄参照）。

【００５０】さらに、ワーク搬入出・搬送装置５で自動
生産ライン１を構成する際に、隣接する搬送手段７の端
部を、搬送方向に一部重複させて配置することで、ワー
ク搬入出手段６による、ワークＷの搬入開始位置と、工
作機械から搬出したワークＷの受取位置とを、ワーク搬
送手段７の搬送方向において一致させることができ、一
つの搬入出手段６によって、各工作機械２、３、４に対
するワークＷの搬入、搬出を行うことが可能となる。

【００５１】なお、ステー10を、工作機械２、３、４の
接地部近傍に固定することで、ステー10を工作機械２、
３、４に設置したことに起因して、作業者が工作機械の
背後に回り込む必要がある場合（整備作業時等）の、工
作機械の周囲における作業者の作業性を阻害することを
防ぐことができる。また、ワーク搬送手段７のリニアア
クチュエータ31を、工作機械２、３、４の接地部近傍に
配置することで、ワーク搬送手段７を工作機械に設置し
たことに起因して、ワーク搬送手段７が、工作機械の周
囲における作業者の作業性を阻害することを防いでい
る。

【００５２】さらに、ワーク搬入出手段６は、折畳み構
造のアーム12の支持フレーム19を、ピボット軸26を介し
て架台27に対し水平方向に回動自在に軸支したことで、
工作機械の工具交換等を行う場合には、各汎用工作機械
２、３、４に取付けられた状態で、工作機械のワーク加
工部Ａに対し、折畳み構造のアーム12を退避可能とし、
ワーク搬入出・搬送装置５を工作機械に設置した後の、
工作機械のメンテナンス性の低下を防いでいる。

【００５３】したがって、本発明の実施の形態によれ
ば、簡単な構成で、汎用性の高いワーク搬入出・搬送装
置５を提供し、従前の汎用工作機械を用いて、自動生産
ライン1を容易に構成することが可能となる。図10に
は、工作機械２、３、４のワーク搬入・搬出側端部に隣
接して、作業台53が配置されている場合を示している
が、このように、既存の作業台53を撤去することなく、
本発明の実施の形態に係るワーク搬入出・搬送装置５を
設置して、自動生産ライン１を構成することもできる。

【００５４】なお、汎用工作機械２、３、４は、実際に
は更に多くの台数を並べて、自動生産ライン１を構成す
ることができる。また、各汎用工作機械２、３、４の設
置間隔は、必ずしも一定でなくても、標準化された長さ
の搬送装置７の範囲内に、各汎用工作機械２、３、４収
まるように配置されていれば、ワーク搬入出手段６、ワ
ーク搬送手段７の動作範囲を調整することのみによっ
て、対応することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明はこのように構成したので、簡単
な構成で、汎用性の高いワーク搬入出・搬送装置を提供
し、従前の汎用工作機械を用いて自動生産ラインを構成
することを容易とすることができる。また、必要に応じ
て、生産ラインの構成を自由に変更することが可能とな
る。さらに、ワーク搬入出・搬送装置の設置作業または
取外し作業を、短時間で行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る工作機械のワーク搬
入出・搬送装置で、複数の汎用工作機械をつなぐことに
より構成された、自動生産ラインの平面模式図である。

【図２】図１に示す工作機械のワーク搬入出・搬送装置
の、ワーク搬入出手段およびワーク搬送手段の側面図で
ある。

【図３】図１に示す工作機械のワーク搬入出・搬送装置
の、ワーク搬入出手段の正面図である。

【図４】図１に示す工作機械のワーク搬入出・搬送装置
の、ワーク搬送手段の正面図である。

【図５】図４に示すワーク搬送手段の、リニアアクチュ
エータの断面図である。

【図６】図１に示す工作機械のワーク搬入出・搬送装置
の、ワークの姿勢変換手段の、回転装置の要部断面図で
ある。

【図７】図６のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図８】図６、図７に示す変換装置により、ワークを水
平方向に回転させる手順を示す説明図である

【図９】図１に示す工作機械のワーク搬入出・搬送装置
の、ワークの姿勢変換手段の、倒立装置の側面図であ
る。

【図１０】工作機械のワーク搬入・搬出側端部に隣接し
て、作業台が配置されている場合の設置例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動生産ライン ２、３、４ 汎用工作機械 ５ ワーク搬入出・搬送装置 ６ ワーク搬入出手段 ７ ワーク搬送手段 ８ ワークの姿勢変換手段 10 ステー 12 折畳み構造のアーム 13、20、24、40 サーボモータ 16、17、51 ワークチャック 21 上下シリンダ 22 エアバランサ 23、35 ＬＭガイド 25 水平シリンダ 26 ピボット軸 29 制御手段 30 ワーク搬送パレット 31 リニアアクチュエータ 33 ハウジング 34 シールド板 41 回転装置 42 倒立装置 43 間欠運動装置 46、47、49 回転ローラ 50 回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｑ 7/04 Ｂ２３Ｑ 7/04 Ｒ (72)発明者 栗木 桂一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中安 正典 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 村松 繁 愛知県岡崎市真福寺町字深山１番地１ 株 式会社オチアイネクサス内 (72)発明者 今泉 健 愛知県岡崎市真福寺町字深山１番地１ 株 式会社オチアイネクサス内 Ｆターム(参考） 3C033 AA30 BB00 EE05 HH12 HH16 HH25 HH30 PP07 PP20 3C042 RA11 RB18 RB31 RD03

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械に対し着脱自在な、ワーク搬入
   出手段およびワーク搬送手段と、当該ワーク搬入出手段
   およびワーク搬送手段を工作機械と同期作動させる制御
   手段とを備えることを特徴とする工作機械のワーク搬入
   出・搬送装置。
2. 【請求項２】 前記ワーク搬入出手段およびワーク搬送
   手段は、工作機械に対し着脱自在な、工作機械の機種を
   問わず標準化された形状を有するステーに対し、着脱自
   在に設けられていることを特徴とする請求項１記載の工
   作機械のワーク搬入出・搬送装置。
3. 【請求項３】 前記ワーク搬入出手段は、工作機械の機
   種を問わず標準化された構造を有することを特徴とする
   請求項１または２記載のワーク搬入出・搬送装置。
4. 【請求項４】 前記ワーク搬入出手段は、先端部にワー
   ク把持手段を備えた、折畳み構造のアームであることを
   特徴とする請求項３記載のワーク搬入出・搬送装置。
5. 【請求項５】 前記ワーク把持手段は、独立して開閉可
   能な複数のワークチャックを備えることを特徴とする請
   求項４記載のワーク搬入出・搬送装置。
6. 【請求項６】 前記ワーク搬入出手段は、工作機械に取
   付けられた状態で、工作機械のワーク加工部に対し、退
   避可能に固定されることを特徴とする請求項１から５の
   いずれか１項記載のワーク搬入出・搬送装置。
7. 【請求項７】 前記ワーク搬送手段は、工作機械の機種
   を問わず標準化された構造を有することを特徴とする請
   求項１から６のいずれか１項記載のワーク搬入出・搬送
   装置。
8. 【請求項８】 前記ワーク搬送手段は、ワーク搬送パレ
   ットと、当該ワーク搬送パレットを往復移動させるリニ
   アアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項７
   記載のワーク搬入出・搬送装置。
9. 【請求項９】 前記アームおよび前記リニアアクチュエ
   ータは、サーボモータを動力源として有することを特徴
   とする請求項８記載のワーク搬入出・搬送装置。
10. 【請求項１０】 前記アームはエアバランサを備えるこ
    とを特徴とする請求項９記載のワーク搬入出・搬送装
    置。
11. 【請求項１１】 前記リニアアクチュエータは、全体を
    覆い隠したＬＭガイドを備えることを特徴とする請求項
    ９または１０記載のワーク搬入出・搬送装置。
12. 【請求項１２】 前記ステーに対し着脱自在な、ワーク
    の姿勢変換手段を備えることを特徴とする請求項１から
    １１のいずれか１項記載のワーク搬入出・搬送装置。
13. 【請求項１３】 前記ワークの姿勢変換手段は、工作機
    械の機種を問わず標準化された構造を有することを特徴
    とする請求項１２記載のワーク搬入出・搬送装置。
14. 【請求項１４】 前記ワークの姿勢変換手段は、前記ワ
    ーク搬送手段の動作を利用して、ワークを回転させる間
    欠運動装置を備えることを特徴とする請求項１３記載の
    ワーク搬入出・搬送装置。
15. 【請求項１５】 前記ワークの姿勢変換手段は、傾斜し
    た回転軸に支持されるワークチャックを備えることを特
    徴とする請求項１３または１４記載のワーク搬入出・搬
    送装置。
16. 【請求項１６】 前記ステーは、工作機械の接地部近傍
    に固定されることを特徴とする請求項１から１５のいず
    れか１項記載のワーク搬入出・搬送装置。
17. 【請求項１７】 複数の汎用工作機械の、ワーク搬入・
    搬出側端部を揃えて並べ、各汎用工作機械間を、請求項
    １から１６のいずれか１項記載の工作機械のワーク搬入
    出・搬送装置でつなげて構成したことを特徴とする自動
    生産ライン。
18. 【請求項１８】 隣接する搬送手段の端部を、搬送方向
    に一部重複させて配置したことを特徴とする請求項１７
    記載の自動生産ライン。
19. 【請求項１９】 前記搬送手段を、汎用工作機械の接地
    部近傍に配置したことを特徴とする請求項１７または１
    ８記載の自動生産ライン。